JPH034139A - 硬度計 - Google Patents
硬度計Info
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- JPH034139A JPH034139A JP13986389A JP13986389A JPH034139A JP H034139 A JPH034139 A JP H034139A JP 13986389 A JP13986389 A JP 13986389A JP 13986389 A JP13986389 A JP 13986389A JP H034139 A JPH034139 A JP H034139A
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- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 claims description 47
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、圧子の侵入深さ、圧痕の対角線長さ等から試
料表面の硬度を求める硬度計に関する。
料表面の硬度を求める硬度計に関する。
［従来の技術］
硬度計には、荷重を圧子に負荷して試料表面に押し込み
、圧子の試料への侵入量から試料硬度を求めるものや、
圧子によって試料表面に形成されるくぼみの対角線長さ
を測定して試料の硬度を求めるもの等がある。これらは
、互いに独立した硬度計として構成され、求められた硬
度値は別々の値として取り扱われている。
、圧子の試料への侵入量から試料硬度を求めるものや、
圧子によって試料表面に形成されるくぼみの対角線長さ
を測定して試料の硬度を求めるもの等がある。これらは
、互いに独立した硬度計として構成され、求められた硬
度値は別々の値として取り扱われている。
上記くぼみの対角線長さから求められる硬さは、長年に
わたる蓄積データがあり規格化されている。また、圧子
の侵入量からの硬さ測定では、くぼみの対角線長さを読
み取るという操作が不必要であり、省力化が可能である
という特徴を有している。
わたる蓄積データがあり規格化されている。また、圧子
の侵入量からの硬さ測定では、くぼみの対角線長さを読
み取るという操作が不必要であり、省力化が可能である
という特徴を有している。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、対角線長さ読み屯りによる硬度測定では
省力化が困難であり、測定コストが高くなるという問題
がある。また、圧Ｔの侵入量からの硬度測定は、規格化
されておらず蓄積データも少ないという欠点があった。
省力化が困難であり、測定コストが高くなるという問題
がある。また、圧Ｔの侵入量からの硬度測定は、規格化
されておらず蓄積データも少ないという欠点があった。
そこで、本発明は、単一の硬度計として上記両者の特徴
を生かしながら、そわぞれに有する欠点を解消し、くぼ
みの対角線長さからの硬さおよび圧子の侵入量からの硬
さの測定が可能である硬度計を提供することを０的とす
る。
を生かしながら、そわぞれに有する欠点を解消し、くぼ
みの対角線長さからの硬さおよび圧子の侵入量からの硬
さの測定が可能である硬度計を提供することを０的とす
る。
［Ｂ題を解決するための手段１
本発明は、上記課届を解決するために、次のような構成
を採用した。
を採用した。
すなわち、本発明にかかる硬度計は、任意に試験荷重を
加えることができる負荷手段と、該負荷手段によって試
料表面に押し付けられる圧子と。
加えることができる負荷手段と、該負荷手段によって試
料表面に押し付けられる圧子と。
該圧子の変位量を検出する圧子変位量検出手段と、圧子
により試料表面に形成されたくぼみの対角線長さを計測
する計測手段と、前記試験荷重と圧子変位量および試験
荷重とくぼみの対角線長さからそれぞれ試料硬度を算出
するとともに、両硬度を比較して両硬度間の換算係数を
算出する演算手段と、試料の種類に応じて試験荷重およ
び換算係数を記憶する記憶手段とを具備することを特徴
としている。
により試料表面に形成されたくぼみの対角線長さを計測
する計測手段と、前記試験荷重と圧子変位量および試験
荷重とくぼみの対角線長さからそれぞれ試料硬度を算出
するとともに、両硬度を比較して両硬度間の換算係数を
算出する演算手段と、試料の種類に応じて試験荷重およ
び換算係数を記憶する記憶手段とを具備することを特徴
としている。
［作用］
負荷手段により試料に負荷された荷重に対し、その時の
圧子による試料表面への侵入量又は試料表面に形成され
たくぼみの対角線長さが測定され、それに基づいて硬さ
が演算手段により求められる。演算手段は、くぼみ対角
線長さから求めた硬さに対する圧子侵入量から求めた硬
さの換算係数を算出する。記憶手段は、試料の種類に応
じて荷重値と換算係数を記憶し、該記憶後は圧子の侵入
量のみを測定することにより、換算係数によってくぼみ
対角線長さからの硬さも算出でき、試料表面を観察して
くぼみ対角線長さを計測する操作が不要になる。
圧子による試料表面への侵入量又は試料表面に形成され
たくぼみの対角線長さが測定され、それに基づいて硬さ
が演算手段により求められる。演算手段は、くぼみ対角
線長さから求めた硬さに対する圧子侵入量から求めた硬
さの換算係数を算出する。記憶手段は、試料の種類に応
じて荷重値と換算係数を記憶し、該記憶後は圧子の侵入
量のみを測定することにより、換算係数によってくぼみ
対角線長さからの硬さも算出でき、試料表面を観察して
くぼみ対角線長さを計測する操作が不要になる。
［実施例］
第１図は本発明の実施例である硬度計の構成を示す図で
ある。この硬度計は、超微小硬度計として構成されてお
り、枠体３０内の負荷装置１は、電子天秤タイプの可変
式負荷装置として構成されており、中央部をナイフェツ
ジ５により支持された天秤２の一端には角錐状の圧子８
が、他端にはソレノイド３と協動して電磁力を発生する
鉄心６が取り付けられている。圧子８の上部には差動ト
ランス式の変位検出器９が設けられている。
ある。この硬度計は、超微小硬度計として構成されてお
り、枠体３０内の負荷装置１は、電子天秤タイプの可変
式負荷装置として構成されており、中央部をナイフェツ
ジ５により支持された天秤２の一端には角錐状の圧子８
が、他端にはソレノイド３と協動して電磁力を発生する
鉄心６が取り付けられている。圧子８の上部には差動ト
ランス式の変位検出器９が設けられている。
負荷装Ｎ１は、負荷電流供給装置１２からソレノイド３
へ供給される直流電流により電磁力を増減させ、圧子８
を介して試料台１０のステージ１１上に載置された試料
フへの荷重を増加、減少させることができる。直流電流
はＣＰＵ１５によって制御されるので、負荷装置１で発
生させる荷重はリアルタイムで知ることができる。また
、圧子８に荷重をかけている間の試料７表面での圧子の
変位は、変位検出器９によって検出される。
へ供給される直流電流により電磁力を増減させ、圧子８
を介して試料台１０のステージ１１上に載置された試料
フへの荷重を増加、減少させることができる。直流電流
はＣＰＵ１５によって制御されるので、負荷装置１で発
生させる荷重はリアルタイムで知ることができる。また
、圧子８に荷重をかけている間の試料７表面での圧子の
変位は、変位検出器９によって検出される。
変位検出Ｉ３９からの出力信号はアンプ１３で増幅され
、Ａ／Ｄ変換器１４でＡ／Ｄ変換されてＣＰｔＪ１５へ
送られ、ある荷重下での変位もリアルタイムで計測され
る。これら荷重、変位データはＲＡＭ１７で記憶される
とともに、ＣＰＵ１５で後述のように演算処理されて圧
子の侵入量に基づく試料の硬度が求められる。また、こ
れらのデータ処理に基づいて１１０装Ｍ１９を介して押
し込み深さ一荷重曲線がレコーダ２０によって記録され
る。
、Ａ／Ｄ変換器１４でＡ／Ｄ変換されてＣＰｔＪ１５へ
送られ、ある荷重下での変位もリアルタイムで計測され
る。これら荷重、変位データはＲＡＭ１７で記憶される
とともに、ＣＰＵ１５で後述のように演算処理されて圧
子の侵入量に基づく試料の硬度が求められる。また、こ
れらのデータ処理に基づいて１１０装Ｍ１９を介して押
し込み深さ一荷重曲線がレコーダ２０によって記録され
る。
実施例装置には、これら構成部分の他に、光学そニタ２
３が設けられている。光学モニタ２３は、対物レンズ２
４と接眼装置２５とを備え、試料７の表面で試験を行な
う位置を測定し、圧子８によって付けられた試料表面の
くぼみの状態を観察するために用いられる。
３が設けられている。光学モニタ２３は、対物レンズ２
４と接眼装置２５とを備え、試料７の表面で試験を行な
う位置を測定し、圧子８によって付けられた試料表面の
くぼみの状態を観察するために用いられる。
前記試料台１０は昇降可能な構造を有し、 Ｘ −Ｙ方
向、回転方向で移動可能なステージ１１が着脱自在に設
けられており、上記のようにステージ１１に試料７が装
着される。この試料台１０を同−水平面内で回転するこ
とにより、試料表面を観察するモニタ位置または試料に
圧子を押し込む試験位置へ移動させることができる。
向、回転方向で移動可能なステージ１１が着脱自在に設
けられており、上記のようにステージ１１に試料７が装
着される。この試料台１０を同−水平面内で回転するこ
とにより、試料表面を観察するモニタ位置または試料に
圧子を押し込む試験位置へ移動させることができる。
ｌモニタ２３の接眼装置２５には、接眼レンズの視野内
でつまみの操作によりそれぞれ独立して移動するカーソ
ルが設けられており、これらカーソルの移動量を検知し
てカーソル間の距離を検出する測微装置が設けられてい
る。したがってカーソルを８動させて接眼レンズの視野
内の試料表面に形成したくぼみを挟めば、くぼみの対角
線長さがカーソル間の距離として検出される。このくぼ
みの対角線長さの検出信号はＣＰＵｌ５へ送られ、この
値と圧子に負荷された試験荷重に基づいてくぼみの対角
線長さによる試料の硬さが演算によって求められる。
でつまみの操作によりそれぞれ独立して移動するカーソ
ルが設けられており、これらカーソルの移動量を検知し
てカーソル間の距離を検出する測微装置が設けられてい
る。したがってカーソルを８動させて接眼レンズの視野
内の試料表面に形成したくぼみを挟めば、くぼみの対角
線長さがカーソル間の距離として検出される。このくぼ
みの対角線長さの検出信号はＣＰＵｌ５へ送られ、この
値と圧子に負荷された試験荷重に基づいてくぼみの対角
線長さによる試料の硬さが演算によって求められる。
このように本発明の実施例装置では、圧子の試料への侵
入量に基づく試料の硬さと、くぼみの対角線長さに基づ
く硬さの両方がＣＰＵ１５によって求められる。
入量に基づく試料の硬さと、くぼみの対角線長さに基づ
く硬さの両方がＣＰＵ１５によって求められる。
すなわち、圧子の侵入量から求める硬さＨは、Ｐを試験
荷重、Ｄを圧子の侵入量、にを圧子の形状により定まる
定数とすれば。
荷重、Ｄを圧子の侵入量、にを圧子の形状により定まる
定数とすれば。
Ｈ＝Ｋ （Ｐ／Ｄ２）−（１）
より算出される。Ｄの中には試料の弾性変形分と塑性変
形分の両者が含まれている。一方、くぼみの対角線長さ
から求める硬さＨ′は、Ｐを試験荷重、１を対角線長さ
、に′を定数をすれば、Ｈ’＝に’ （Ｐ／ｌ” ）−
（２） より算出される。Ｈ′には試料の塑性変形分のみが含ま
れることになる。従って、試料の弾性変形による影升分
だけＨとＨ′に相違があることになる。
形分の両者が含まれている。一方、くぼみの対角線長さ
から求める硬さＨ′は、Ｐを試験荷重、１を対角線長さ
、に′を定数をすれば、Ｈ’＝に’ （Ｐ／ｌ” ）−
（２） より算出される。Ｈ′には試料の塑性変形分のみが含ま
れることになる。従って、試料の弾性変形による影升分
だけＨとＨ′に相違があることになる。
ＣＰＵ１５は、試料に形成した同一のくぼみに対してＨ
，Ｈ’を上記のように演算算出するとともに、これらの
間の換算係数Ｃ（Ｃ＝Ｈ′／Ｈ）も算出する。得られた
換算係数Ｃは、試料の種類に応じて試験荷重とともに記
憶される。試料の種類を記憶させるのは、試料によって
弾性変形分の影響が異なるためであり、試験荷重を記憶
させるのは、圧子先端形状の影響により弾性変形分が異
なるためである０弾性変形分は計算により求めることが
でき、荷重の要素は除くこともできるが、現実には圧子
先端形状の影響から荷重の要素も必要になることを考慮
する。
，Ｈ’を上記のように演算算出するとともに、これらの
間の換算係数Ｃ（Ｃ＝Ｈ′／Ｈ）も算出する。得られた
換算係数Ｃは、試料の種類に応じて試験荷重とともに記
憶される。試料の種類を記憶させるのは、試料によって
弾性変形分の影響が異なるためであり、試験荷重を記憶
させるのは、圧子先端形状の影響により弾性変形分が異
なるためである０弾性変形分は計算により求めることが
でき、荷重の要素は除くこともできるが、現実には圧子
先端形状の影響から荷重の要素も必要になることを考慮
する。
上記のように、試験条件をセットしておくことにより、
試験開始後は、設定荷重で圧子押し込み試験を行なえば
よい。圧子の侵入ｆｆ１Ｄを検出することにより、（１
）式から硬さＨが求められると、換算係数Ｃを用いてＨ
’＝ＣｘＨの演算によりＨ′が求められる。
試験開始後は、設定荷重で圧子押し込み試験を行なえば
よい。圧子の侵入ｆｆ１Ｄを検出することにより、（１
）式から硬さＨが求められると、換算係数Ｃを用いてＨ
’＝ＣｘＨの演算によりＨ′が求められる。
このように試験の進行は、第２図に示すフローチャート
による処理手順によって所定のシーケンスに従って行な
われる。
による処理手順によって所定のシーケンスに従って行な
われる。
上記のように本実施例装置によれば、試験条件の設定の
ために、試料表面に形成されたくぼみの対角線長さを計
測する作業を数回行なうだけでよく、以後の測定におい
てはくぼみの対角線長さからの硬さが自動的に換算によ
って求められるので、試験の省力化が図られる。また、
圧子の試料への侵入ｉｔｓ定からの硬さと、くぼみ対角
線長さ測定からの硬さとが一つの装置により同時に評価
でき、試験全体の能率の向上と、硬さ評価を相互に関連
して行なうことができる。
ために、試料表面に形成されたくぼみの対角線長さを計
測する作業を数回行なうだけでよく、以後の測定におい
てはくぼみの対角線長さからの硬さが自動的に換算によ
って求められるので、試験の省力化が図られる。また、
圧子の試料への侵入ｉｔｓ定からの硬さと、くぼみ対角
線長さ測定からの硬さとが一つの装置により同時に評価
でき、試験全体の能率の向上と、硬さ評価を相互に関連
して行なうことができる。
上記実施例では、試験処理の自動化を図るため、光学モ
ニタの接眼装置に測微装置を備えたものを使用したが、
接眼レンズ部にフォーカス検出器を、試料台の上下機構
にサーボ機構をそれぞれ用い、試料表面を自動的に探す
オートフォーカス機能とステージが自動的にＸ軸、Ｙ軸
、回転方向に移動でき、対物レンズ側と圧子側とに切り
替る操作ル制御機能と、ステーシトに試料を自動的に載
置する試料供給装置とを組み合わせれば、全自動機とし
て構成することもできる。
ニタの接眼装置に測微装置を備えたものを使用したが、
接眼レンズ部にフォーカス検出器を、試料台の上下機構
にサーボ機構をそれぞれ用い、試料表面を自動的に探す
オートフォーカス機能とステージが自動的にＸ軸、Ｙ軸
、回転方向に移動でき、対物レンズ側と圧子側とに切り
替る操作ル制御機能と、ステーシトに試料を自動的に載
置する試料供給装置とを組み合わせれば、全自動機とし
て構成することもできる。
［発明の効果］
上記説明から明らかなように１本発明にかかる硬度計に
よれば、圧子の侵入量から求める試料硬さに対するくぼ
み対角線長さからの硬さの換算係数が求められ、圧子押
し込み試験により圧子侵入量からの硬さ測定を行なうだ
けで、実際の試料人血！Ｉｌｌ寮操作を不要にしてくぼ
みの対角線長さからの硬さも同時に求めることができ、
試料の硬度測定の省力化を図ることができるようになっ
た。
よれば、圧子の侵入量から求める試料硬さに対するくぼ
み対角線長さからの硬さの換算係数が求められ、圧子押
し込み試験により圧子侵入量からの硬さ測定を行なうだ
けで、実際の試料人血！Ｉｌｌ寮操作を不要にしてくぼ
みの対角線長さからの硬さも同時に求めることができ、
試料の硬度測定の省力化を図ることができるようになっ
た。
第１図は本発明の叉施例の構成を示す断面図、第２図は
試験の処理手順を示すフローチャートである。 トー負荷装置 ７−試料 ８・−圧子 ９・−変位検出器 １５−ＣＰＵ（硬さ、換算係数算出
演算手段） ２３・−光学モニタ ２５・−接眼装置
試験の処理手順を示すフローチャートである。 トー負荷装置 ７−試料 ８・−圧子 ９・−変位検出器 １５−ＣＰＵ（硬さ、換算係数算出
演算手段） ２３・−光学モニタ ２５・−接眼装置
Claims (1)
- （１）任意に試験荷重を加えることができる負荷手段と
、該負荷手段によって試料表面に押し付けられる圧子と
、該圧子の変位量を検出する圧子変位量検出手段と、圧
子により試料表面に形成されたくぼみの対角線長さを計
測する計測手段と、前記試験荷重と圧子変位量および試
験荷重とくぼみの対角線長さからそれぞれ試料硬度を算
出するとともに、両硬度を比較して両硬度間の換算係数
を算出する演算手段と、試料の種類に応じて試験荷重お
よび換算係数を記憶する記憶手段とを具備することを特
徴とする硬度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13986389A JPH0625723B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 硬度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13986389A JPH0625723B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 硬度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034139A true JPH034139A (ja) | 1991-01-10 |
| JPH0625723B2 JPH0625723B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15255299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13986389A Expired - Fee Related JPH0625723B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 硬度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625723B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194604A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 機械的特性算出プログラムおよび機械的特性計測装置 |
| JP2014157050A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Mitsutoyo Corp | 硬さ試験機、及び定圧ユニット機構 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194605A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 機械的特性算出プログラムおよび機械的特性計測装置 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13986389A patent/JPH0625723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194604A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 機械的特性算出プログラムおよび機械的特性計測装置 |
| JP2014157050A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Mitsutoyo Corp | 硬さ試験機、及び定圧ユニット機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0625723B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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